本发明公开了一种半圆头螺栓冷镦锻成形加工方法及其模具，具体步骤如下：预镦锻成形：将经过冷拔预处理的棒状毛坯件放入预镦锻模具内，镦锻出偏头毛坯件；所述偏头毛坯件是指棒状毛坯件的头端挤压成锥台状，且锥台顶端上用于成型缺口的部分呈倾斜面状；终镦锻成形：将步骤1）成形的偏头预镦锻件放入终镦锻模具内，偏头预镦锻件的倾斜面与终镦锻模具的缺口成型面相对，镦锻出半圆头螺栓毛坯件；在冷镦工序中，先挤压出头部的倾斜部，再成型螺栓的半圆头，节约材料达到毛坯体积的1.58%，免除了难度大、工艺复杂的切半圆工序，节约制造成本，保证了产品质量。